Metoda de transfer electrostatic uscat a fost dezvoltată de C.F. Carlson (1906-1968), care a primit un brevet pentru invenția sa în 1935. După ce a eliberat drepturile de utilizare a acestui brevet în 1947, compania Haloid a dat metodei de copiere numele „xerografie”, derivat din două rădăcini ale cuvintelor grecești: xeros (uscat) și graphein (a scrie). Ulterior, acest termen a devenit parte din numele companiei, care a devenit mai întâi cunoscută ca Haloid Xerox, apoi Xerox Corporation și, în cele din urmă, The Document Company Xerox (Xerox).
În prezent, pe piața copiatoarelor, în ciuda rolului de lider al Xerox, Canon, Ricoh și Sharp sunt reprezentate pe scară largă. Peste 70% din stocul mondial de echipamente de copiere este format din copiatoare electrografice, prin care se realizează peste 50% din toate copiile produse în lume. În același timp, orice mașină de copiat electrografică este adesea numită copiatoare, aducând un omagiu rolului principal al Xerox, fondatorul acestui tip de copiere.
Principiul de funcționare Un copiator electrografic repetă în mare măsură principiul de funcționare al unei imprimante laser. Principalele componente structurale ale unui copiator electrografic sunt prezentate în Fig. 7.1.
Copierea electrografică include următorii pași.
1. Preîncărcare potențialul negativ al învelișului semiconductor fotosensibil al tamburului.
2. Expunerea la lumină- proiectarea unui document folosind un sistem optic special pe suprafata tamburului. Acest lucru face ca încărcarea să se scurgă din zonele iluminate ale stratului semiconductor datorită faptului că razele reflectate din zonele luminoase ale originalului neutralizează zonele corespunzătoare ale stratului fotosensibil al tamburului, lăsând zonele neluminate încărcate negativ. Astfel, în etapa de expunere la lumină, pe suprafața tamburului se formează un relief electrostatic, care este, de fapt, o copie a documentului.
Orez. 7.1. Principalele componente structurale ale unui copiator electrografic.
3. Dezvoltarea imaginii prin transferul unui toner încărcat anterior sub formă de particule de colorare mici în zonele încărcate negativ ale suprafeței tamburului. Astfel, o imagine electrostatică ascunsă este transformată într-una vizibilă prin lipirea tonerului de zonele încărcate.
4. Sigiliu- transferul pudrei colorante dintr-un tambur sau farfurie pe hârtie. Datorită aderenței slabe toner-hârtie, simplul contact mecanic în timp ce mutați hârtia sub tamburul rotativ nu va asigura un transfer adecvat de toner. În acest sens, se folosește un câmp static mai puternic decât cel format pe cilindru, care atrage particule de toner încărcate pozitiv pe hârtie. În acest scop, se folosește un corotron de transfer, care este plasat sub o foaie de hârtie și este un electrod încărcat negativ. Din punct de vedere structural, corotronul de transfer este realizat fie sub forma unui fir metalic strâns întins cu o acoperire specială cu un diametru de aproximativ 70 de microni, fie sub forma unei plăci metalice cu dinți ascuțiți frecvent (corotron cu ac), fie sub formă a unui arbore metalic energizat acoperit cu un polimer special de spumă (corotron burete) .
Avantajele corotronilor cu ace și burete sunt rezistența mecanică ridicată și emisiile mai mici de ozon în timpul funcționării, ceea ce face ca copiatoarele cu corotroni de acest tip să fie mai ecologice.
5. Fixarea tonerului pe hârtie prin încălzire la o anumită presiune. Majoritatea copiatoarelor electrografice folosesc lămpi incandescente ca element de încălzire pentru unitatea de cuptor, oferind o rolă specială din aluminiu și acoperită cu teflon la o temperatură suficientă pentru a fuziona tonerul cu hârtia care trece prin unitatea de cuptor. Cele mai recente modele de copiatoare Canon folosesc un sistem rapid de încălzire a suprafeței, așa-numitul Tehnologia SURF (Surface Rapid Fusing). Principiul de funcționare al unității de fixare a copiatorului Canon NP-6012, bazat pe tehnologia SURF, este prezentat în Fig. 7.2. Elementul de încălzire este realizat din ceramică cu inserții metalice în combinație cu folie de teflon termorezistentă. Acest design vă permite să începeți copierea fără a preîncălzi dispozitivul, deși fiabilitatea acestuia este mai mică decât în unitățile de fixare cu lămpi cu incandescență.
La principal merite Copierea folosind un aparat electrografic include:
Productivitate ridicată și calitate înaltă a copierii;
Posibilitatea de scalare a documentului la copiere;
Capacitatea de a obține copii de pe foi și documente legate, precum și din diverse originale cu linii, semitonuri, unice și multicolore;
Realizarea de copii pe hârtie simplă, hârtie de calc, folie de plastic, folie de aluminiu etc.;
Cost relativ scăzut al dispozitivelor și consumabilelor, întreținere ușoară.
Figura 7.2. Principiul de funcționare al unității de fixare a copiatorului model Canon-6012, bazat pe tehnologia SURF.
Dispozitivele electrografice pot fi împărțite în cinci grupuri în funcție de scopul lor și de capacitățile de copiere.
1. Portabil fotocopiatoare ( copiatoare portabile) sunt concepute pentru a realiza un număr mic de copii format A4 fără scalare în orice condiții - acasă, la birou, într-o călătorie de afaceri - cu o viteză de copiere de până la 5 - 6 copii/min cu un volum de copiere recomandat de până la 500 de exemplare/lună.
2. Nu este de înaltă calitate fotocopiatoare ( copiatoare cu volum redus) folosit in birouri mici pentru a face copii din originale in formatele A4 si A3 fara scalare, cu o viteza de copiere de 10-15 copii/min cu un volum de copiere recomandat de pana la 1500-2500 de copii/luna.
3. Copiatoare de birou clasă de mijloc ( Copiatori cu volum mediu) pentru a servi nevoilor unui birou de dimensiuni medii cu un flux de documente mare (volum de copiere de până la 10 mii de exemplare/lună), care necesită un design bun al documentului - evidențiere color, scalare, cu o viteză de copiere de 15 - 30 de copii/min pt. A4 și 10 - 20 de exemplare/min pentru A3.
4. Copiatori de volum mare sunt folosite pentru a deservi nevoile birourilor mari și centrelor de afaceri cu volume de copiere de peste 15 mii de exemplare/lună, precum și pentru cusatura și sortarea documentelor până în format A2 la o viteză de copiere de 40 - 80 de copii/min (pentru formatul A4) .
5. Copiatoare speciale: dispozitive full-color și cu format larg - copie și original până la AO (1194 - 814 mm); pentru copierea fotografiilor color, a desenelor, a ieșirii imaginilor pe un suport dur de pe un computer sau diapozitive.
Majoritatea modelelor de copiatoare color au un cod invizibil care poate fi recunoscut la iluminare specială sau au capacitatea de a schimba culorile atunci când copiați bancnote. În plus față de cele de mai sus, copiatoarele electrografice au următoarele date tehnice generalizate:
copie scala imaginii in functie de original - 25-400%;
densitatea hârtiei admisă 45-130 g/m;
greutate 8,5 - 200 kg.
Capacitățile de service ale modelelor individuale de copiatoare electrografice:
- copiere multicolor oferă atât copii multicolore (3 - 5 culori), cât și copii color monocrome;
- copiere pe două fețe vă permite să primiți o copie a ambelor părți ale documentului simultan;
- control automat al expunerii asigură copii de înaltă calitate chiar și cu originale de calitate scăzută;
- programarea numărului de copii de la 1 la 999 .
Figura 7.3. Vedere generală a unui copiator electrografic.
Una dintre opțiunile de proiectare pentru un copiator electrografic este prezentată în Fig. 7.3.
Multe copiatoare electrografice moderne au:
Un afișaj care facilitează foarte mult editarea și gestionarea procesului de copiere;
Depunerea automată a documentelor;
Dispozitiv de sortare pentru selectarea copiilor în seturi.
Mașinile de imprimat destinate tipăririi sunt construite pe principiile de funcționare ale imprimantelor laser binecunoscute și utilizate pe scară largă precum Xerox. Figura 6.9 prezintă o diagramă schematică electrofotografie. Procesul de imprimare electrofotografică se realizează în cinci etape.
Înainte de expunere, tamburul, acoperit cu un strat de material special (seleniu sau altă substanță cu proprietăți similare care poate absorbi o sarcină electrostatică), este expus unei descărcări corona. Suprafața seleniului (fotoreceptor) capătă o anumită sarcină, adică. Prin analogie cu procesele foto, putem spune că capătă fotosensibilitate.
Orez. 6.9. Principiul electrofotografiei
A. Formarea imaginii
O imagine „latentă” este obținută pe suprafața fotoreceptorului folosind o sursă de lumină controlată de computer (laser sau bară LED). Când un flux de lumină lovește suprafața fotoreceptorului, sarcina zonelor individuale se schimbă. În acele zone în care fluxul de lumină lovește, o sarcină electrostatică este „eliminată”.
B. Aplicarea tonerului
Pentru electrofotografie se folosesc materiale speciale de colorare numite toner. Acestea pot fi tonerele pulbere sau lichide, care variază ca compoziție și conțin pigment colorat. Tonerul este aplicat folosind sisteme care transferă particule mici de toner (6 până la 8 microni în dimensiune) către fotoreceptor. Particulele de toner cad pe zonele încărcate ale suprafeței stratului fotosemiconductor și sunt fixate în acele zone în care fluxul luminos nu a îndepărtat sarcina de pe suprafață, în timp ce particulele de toner, la rândul lor, capătă o anumită sarcină electrostatică. Astfel, se formează o imagine. Odată ce tonerul este aplicat pe suprafața fotoreceptorului, imaginea electrostatică ascunsă devine vizibilă.
B. Transferarea tonerului (Imprimare)
Tonerul poate fi transferat direct pe hârtie sau pe un sistem intermediar, cum ar fi un cilindru sau o panglică. După cum se arată în Figura 6.13, în cele mai multe cazuri tonerul este transferat direct de la fotoreceptor pe materialul imprimat. Sunt necesare forțe electrostatice pentru a transfera particulele de toner încărcate de pe suprafața tamburului pe hârtie. Acestea sunt create de o sursă de descărcare corona în timp ce apăsați simultan hârtia pe tambur. Particulele de pigment încărcate sunt transferate pe suprafața hârtiei sub influența forțelor electrostatice.
D. Fixarea tonerului
Pentru ca particulele de toner să adere la mediul de stocare pentru a crea o imagine imprimată stabilă, tonerul trebuie fixat pe hârtie. Când hârtia cu toner este încălzită, se topește și, prin urmare, se fixează.
D. Curăţenie
După ce imaginea este transferată de la fotoreceptor pe hârtie, pot exista încărcături reziduale și particule individuale de toner pe tamburul fotosensibil. Pentru a pregăti tamburul pentru reproducerea următoarei imagini, este necesară „curățarea” mecanică (neutralizare) și, în plus, îndepărtarea sarcinilor electrice în secțiunile sale individuale. Îndepărtarea particulelor de toner se realizează cu o perie și cu aspirație. Sarcinile de suprafață sunt neutralizate prin descărcarea corona. După aceasta, suprafața tamburului va deveni neutră din punct de vedere electric și fără particule de toner.
Ca și înainte de prima etapă a procesului, apoi fotoreceptorul este încărcat din nou, imaginea se formează pe tambur conform originalului etc.
Din descrierea proceselor, devine clar că electrofotografia funcționează fără o formă tradițională de imprimare cu elemente imprimate. Pe stratul foto-semiconductor se formează o imagine electrostatică latentă de fiecare dată când trebuie luată o imprimare de pe original.
Dacă este necesar să tipăriți un anumit număr de copii identice folosind metoda electrofotografică, atunci, spre deosebire de metodele tradiționale de imprimare, unde este necesar să aveți o formă de imprimare, pentru fiecare imprimare este necesară reproducerea din nou a aceleiași imagini, folosind proprietatea a materialelor fotosemiconductoare (fotoreceptori) pentru a-și schimba sarcina de suprafață. Acest lucru poate duce la o modificare a imaginii imprimate, pe de o parte, din cauza abaterilor parametrilor săi atunci când se formează pe material și, pe de altă parte, din cauza unei încălcări a parametrilor de proces la aplicarea tonerului pe fotoreceptor și, ulterior, la hârtie.
Evident, avantajul acestei tehnologii este că procesul de imprimare se poate realiza în mod constant absolut imprimeuri diferite. Nu este nevoie să faceți o placă de imprimare tradițională pentru fiecare bandă nouă. Cele mai mici tiraje (până la un exemplar) vor fi profitabile din punct de vedere economic.
Datorită posibilităților tehnologiei digitale, a apărut un nou concept – Imprimare la cerere , adică oricând puteți obține orice tipărire din baza de date disponibilă pe computer. În plus, pentru o publicație, de exemplu, puteți tipări secvențial pagini individuale de la prima până la ultima, apoi puteți imprima aceleași pagini pentru al doilea exemplar etc. Conceptul a fost format - personalizarea publicației , adică schimbarea unei părți a imaginii imprimate, de exemplu, introducerea unei adrese sau a unor informații suplimentare speciale pentru fiecare client.
Imprimare cu jet de cerneală
Mașinile de tipărit construite pe principiile tipăririi cu jet de cerneală se dezvoltă în mod constant și sunt introduse în industria tipografică. (Jet de cerneală). Aceste principii sunt încorporate în imprimante bine cunoscute, denumite colocvial „imprimante cu jet de cerneală”, care sunt utilizate pe scară largă în practica de birou.
Metoda cu jet de cerneală de imprimare fără contact nu necesită un purtător intermediar de informații despre imaginea originalului, așa cum este necesar în electrofotografie atunci când se utilizează un fotoreceptor. Această metodă vă permite să aplicați vopsea direct pe hârtie. Imprimarea cu jet de cerneală poate fi împărțită în imprimare cu jet de cerneală continuă și imprimare cu jet de cerneală cu picături. Procesele presupun în principal utilizarea de cerneluri de imprimare lichide. Cu toate acestea, recent, au început să fie folosite așa-numitele vopsele termice, care, atunci când sunt încălzite, se transformă din stare solidă în stare lichidă. Ele sunt introduse pe o foaie imprimată și se întăresc pe măsură ce temperatura scade.
Figura 6.10 prezintă una dintre schemele de circuit imprimare cu jet de cerneală continuă.
Fig.6.10. Diagrama capului de imprimare
imprimante cu jet de cerneală continuu
Capul de imprimare al imprimantei creează un flux continuu de mici picături de cerneală încărcate electrostatic. Picăturile încărcate se mișcă într-un câmp electrostatic, care își deviază fluxul printr-un dispozitiv similar ca design cu cel utilizat în tuburile cu raze catodice. Prin controlul intensității câmpului, în conformitate cu datele care caracterizează imaginea (stocate în computer), se asigură că acestea lovesc sau ratează hârtia. Doar o mică parte din fluxul de picături, corespunzătoare originalului reprodus, cade pe material, în timp ce partea predominantă revine în sistemul de cerneală.
6.2. PROCESE TEHNOLOGICE
REPRODUCEREA INFORMAȚIILOR TEXT
1. Prefață.
Metoda electrografică, o metodă de înregistrare și analiză a proceselor bioelectrice la oameni și animale, și-a găsit o aplicație foarte largă în practica clinică, experimentele fiziologice, aviația și medicina spațială și cercetarea în fiziologia muncii și sportului. O astfel de utilizare pe scară largă a metodei electrografice se explică prin faptul că permite obținerea de informații valoroase despre activitatea normală sau patologică a țesuturilor, organelor și sistemelor. În medicină, metoda electrografică s-a impus ca o metodă importantă de diagnostic. Astfel, nici un singur studiu cardiologic nu este efectuat acum fără o analiză amănunțită a activității electrice a inimii pacientului. Date de diagnostic valoroase sunt furnizate de studiile activității electrice a creierului și a mușchilor etc. Marele avantaj al metodei electrografice atunci când este utilizată în clinică este lipsa de durere a acesteia. Utilizarea pe scară largă a metodei electrografice a fost facilitată de utilizarea celor mai recente progrese în electronică în tehnologia electrografiei. Instalațiile electrografice moderne, care asigură înregistrarea multicanal a proceselor bioelectrice și analiza automată a electrogramelor, sunt dispozitive foarte avansate, dar mai degrabă complexe. Ce cunoștințe de tehnologie electrografică ar trebui să aibă un electrofiziolog și un medic care utilizează echipamente electrografice în munca de zi cu zi? Ar trebui să cunoască echipamentul, precum și inginerii și tehnicienii care îl dezvoltă și îl operează sau se pot baza în întregime pe ingineri și tehnicieni și să nu cunoască deloc caracteristicile și capacitățile echipamentului? Nu este greu să arăți că primul este imposibil, iar al doilea este inacceptabil. De fapt, dacă un electrofiziolog și un medic care folosește metoda electrografică ar încerca să studieze tehnologia electrografică în profunzime, nu ar avea suficient timp pentru munca lor principală. Necunoașterea datelor de bază ale instalației electrografice și a caracteristicilor acesteia nu le permite să o utilizeze în mod conștient și pe deplin. Un electrofiziolog și un medic trebuie să înțeleagă clar principiul de funcționare al instalației electrografice, să cunoască caracteristicile acesteia în detaliu și să poată elimina defecțiunile simple. În plus, ei trebuie să fie capabili să distingă activitatea bioelectrică studiată de artefacte, să găsească rezultatele interferenței pe electrogramă, să cunoască și să poată aplica metode care elimină artefactele și interferența electrografului. De asemenea, ar trebui să fie familiarizați cu noile direcții în aplicarea tehnologiei electrografice și cu perspectivele dezvoltării acesteia.
1.1. Introducere.
Metodele electrofiziologice fac posibilă studierea proceselor fiziologice care au loc în organe și țesuturi în condiții normale și patologice, prin studierea proceselor bioelectrice care au loc în acestea și prin stimularea lor cu curent electric. Metoda electrografică este una dintre cele mai eficiente modalități de a studia procesele fiziologice. Se știe că funcția unui organ se manifestă, în primul rând, printr-un efect de lucru specific (contracție, secreție etc.) și, în al doilea rând, printr-o serie de modificări fizico-chimice nespecifice comune țesuturilor (intensitatea proceselor metabolice, generarea de căldură, activitate bioelectrică etc.). Astfel, într-o serie de cazuri, starea și capacitățile de lucru ale unui organ pot fi evaluate atât prin efectul operațional specific, cât și prin activitatea bioelectrică însoțitoare. De exemplu, capacitățile de lucru ale inimii pot fi judecate nu numai după performanța sa, ci și după activitatea sa electrică. N. E. Vvedensky a stabilit un model care indică o corelație între modificările funcționale (în special patologice) ale țesuturilor și organelor și modificările activității lor bioelectrice. Confirmat în mod repetat, acest model a stat la baza metodei electrografice. Cu toate acestea, metoda electrografică face posibilă obținerea de informații nu numai în cazurile în care activitatea bioelectrică însoțește un efect specific al unui organ (contracția mușchiului și a inimii, activitatea secretorie și motorie a stomacului etc.), ci și în cazurile în care date despre acest efect specific pot fi obținute prin alte metode eșuează. Metoda electrografică face posibilă obținerea de informații despre trecerea unei unde de excitație de-a lungul unui nerv, informații despre activitatea vitală a creierului fără a studia natura și caracteristicile reflexelor pe care le efectuează și, în sfârșit, date despre pregătirea mușchiul pentru a efectua procesul contractil etc. Adesea, o idee despre starea unui organ sau a unui sistem poate fi stabilită prin schimbarea ordinii impulsurilor activității electrice. Metoda electrografică vă permite să înregistrați activitatea electrică spontană sau de fond și biopotențialele care sunt un răspuns la o sarcină funcțională, cum ar fi stimularea. Foarte important pentru aplicarea medicală a metodei electrografice este faptul că activitatea bioelectrică a unui organ poate fi înregistrată nu numai atunci când electrozii sunt aplicați direct pe acesta, ci și de pe pielea subiectului. Astfel, subiectul electrografiei acoperă problemele de indicare, înregistrare și analiză a activității bioelectrice a țesuturilor, organelor și sistemelor, desfășurate cu scopul de a studia atât procesele bioelectrice în sine, cât și procesele fiziologice pe care acestea le însoțesc și le reflectă. Progresele în dezvoltarea tehnologiei electrografiei determină în mare măsură dezvoltarea metodei electrografice în sine. 2.1. Schema de înregistrare a proceselor bioelectrice umane Înainte de a descrie elementele individuale ale instalației electrografice, este necesar să ne imaginăm schema generală de înregistrare a proceselor bioelectrice ale unui pacient într-un cadru clinic, pentru a înțelege scopul fiecărui element al acestei scheme și relația lor. . În acest scop, să luăm în considerare schema de înregistrare a proceselor bioelectrice umane prezentată în Fig. 1. Instalația electrografică include 5 electrozi, fire de electrozi 6, bloc de întrerupătoare (întrerupător) de electrozi 7, calibrator de tensiune 8, dispozitiv de măsurare a rezistenței interelectrodului 9, amplificatoare 10, registratorii 11, incluse în osciloscop 12, analizor de activitate electrică 13 si stimulent 14. Organ 1, a căror activitate electrică este studiată, ca și organele 2, a căror prezență a activității electrice interferează cu analiza primei, sunt generatoare electrice unice, care, ca și generatoarele electrice fizice, sunt caracterizate de forța electromotoare (EMF) pe care o au. dezvoltarea și rezistența internă. EMF, la rândul său, se caracterizează prin amplitudine, formă și interval de frecvență. EMF produs de organe este de amplitudine mică (mii de volt sau mai puțin). Forma EMF este foarte diversă. Gama de frecvență a activităților bioelectrice se extinde de la tensiuni constante la zeci de kiloherți... EMF , produs de un organ 1, cauze în țesuturile conjunctive 8 è â êîæå 4 biocurenți care creează o diferență de potențial pe suprafața pielii 4, reflectând toate modificările EMF ale organului însuși 1. Această diferență de potențial este înregistrată folosind o instalație electrografică pe o electrogramă, care, după cum se știe, este o reprezentare grafică a modificări ale diferenței de potențial în timp în punctele în care electrozii sunt aplicați pe corpul pacientului studiat. Folosind o instalație electrografică, se înregistrează diferența de potențial dintre electrozii aplicați pe țesut, și nu biocurenții; în continuare, se folosesc termenii „biotensiune” și „amplificator de biotensiune”, și nu „biocurenți” și „amplificator de biocurenți”. Este posibil să se obțină o electrogramă înregistrată atunci când se aplică electrozi pe piele 4, identic cu EMF produs de organele active electric, doar dacă se țin cont de caracteristicile electrice ale organului. 1, rezistența electrică a țesuturilor 3 è êîæè 4 şi caracteristicile instalaţiei electrografice în sine. Activitatea electrică a organului studiat 1 și activitatea electrică a organelor 2, care interferează cu identificarea primului, creează o diferență totală de potențial în punctele în care sunt aplicați electrozii. Prin urmare, atunci când studiază biopotențialele unui organ 1, ei recurg la tehnici care fac posibilă eliminarea sau slăbirea artefactelor din electrogramă cauzate de activitatea organelor. 2. Electrozii 5 instalaţiile electrografice au scopul de a elimina diferenţa de potenţial studiată. În funcție de scop, electrozii vin în diferite forme și dimensiuni. Starea contactului dintre electrod și corpul persoanei studiate joacă un rol decisiv în obținerea unei electrograme de înaltă calitate fără artefacte de electrozi. Pentru a obține un bun contact electric între electrod și corpul persoanei studiate, se iau măsuri de reducere a rezistenței de tranziție dintre electrod și corp. Electrozii sunt fixați foarte atent. Fire de electrozi 6 conectați electrozii 5 cu instalatie electrografica. Când se studiază activitatea electrică a organelor și țesuturilor umane, este adesea necesar să se înregistreze numărul de procese care depășesc numărul de canale de înregistrare ale instalației electrografice. În astfel de cazuri, numărul necesar de electrozi este aplicat corpului uman 5, care, folosind un bloc de electrozi comutatoare (comutatoare). 7 conectat în serie la instalația electrografică. Comutatoarele cu electrozi (comutatorul) asigură conectarea oricărui electrod la orice canal de înregistrare, a unor electrozi la propriul grup de canale sau pot realiza o anumită combinație preselectată de conectare a electrozilor la canalele de înregistrare prin rotirea unui buton. O parte integrantă a instalației electrografice este, de asemenea, un calibrator de tensiune 8, cu ajutorul căreia se aplică electrogramei o scară de tensiune astfel încât, prin comparație cu aceasta, să poată fi apreciată amplitudinea biostresurilor. Scara de tensiune („calibrare”) este aplicată electrogramei la începutul sau la sfârșitul studiului și, în unele cazuri, în timpul procesului de înregistrare. Rezistența interelectrod este măsurată cu ajutorul unui dispozitiv . grefierii è insensibil și necesită amplificarea biostresurilor, realizată cu ajutorul amplificatoarelor 10. Osciloscop 12 constă din: 1) înregistratoare 11 , 2) o bandă pe care, cu ajutorul lor, se aplică o imagine grafică a proceselor studiate, 3) un mecanism de transport a benzii care asigură deplasarea uniformă a benzii, 4) un marcator de timp care pune semne pe bandă, și 5. ) un dispozitiv de observare vizuală a proceselor studiate înainte de înregistrarea lor pe bandă. Pentru a stabili reacția răspunsurilor bioelectrice la stimuli de diferite naturi fizice, este necesar să se folosească o bandă de osciloscop. 12, Pe lângă procesele studiate și marcajele de timp, marchează și aportul de iritații de la stimulator 14. Instalația electrografică poate fi realizată din blocuri separate (bloc comutator cu electrozi 7, amplificatoare de biotensiune 10 și osciloscop 12) sau să fie o singură structură formată din blocurile enumerate. Curba activității electrice a oricărui organ nu reflectă întotdeauna modificări patologice care pot fi detectate prin analiză vizuală. Adesea, pentru a le identifica, este necesară o analiză mai detaliată a electrogramei. O analiză detaliată a unei curbe de electrogramă, efectuată prin măsurarea manuală a amplitudinilor și duratelor undelor sale, necesită mult timp, iar o astfel de analiză a mai multor curbe este atât de laborioasă încât este practic impracticabilă. Aceasta a necesitat crearea unor analizoare automate de procese bioelectrice care înregistrează rezultatele analizei pe aceeași electrogramă pe care se înregistrează activitatea bioelectrică analizată. Analizoare automate 13 devin o parte indispensabilă a instalațiilor electroencefalografice și electromiografice. Informațiile obținute din electrograme, care înregistrau răspunsuri bioelectrice la stimuli dozați, s-au dovedit a fi mult mai bogate decât cele obținute din electrograme care reflectă activitatea „spontană”... Prin urmare, setul de electroencefalografe și unități electromiografice include stimulatori corespunzători 14. Pe lângă activitatea bioelectrică studiată, electrograma înregistrează și tensiunile cauzate de sursele de interferență electrograf. 15, disponibil în orice instituție medicală. O sursă de interferență este rețeaua electrică de curent alternativ (iluminat sau putere). Câmpul electric alternativ pe care îl creează afectează corpul subiectului. Pe electrogramă este înregistrată o tensiune de interferență alternativă, care, suprapusă curbei activității bioelectrice, o distorsionează. Interferența electrografiei este creată și prin alternarea câmpurilor magnetice, câmpurilor de înaltă frecvență etc. Dacă în trecut înregistrarea proceselor bioelectrice umane se realiza numai într-o cameră de ecranare (într-o încăpere căptușită cu foi metalice sau plasă), excluzând influența de multe tipuri de interferență, acum o astfel de înregistrare se efectuează chiar și în sala de operație fără utilizarea ecranului.
2.2. Organele interne, țesuturile și pielea sunt ca niște generatoare electrice. Activitatea electrică a organelor și țesuturilor oferă informații importante despre procesele fiziologice și patologice care au loc în ele. Pentru a obține aceste informații, trebuie înregistrată activitatea electrică. Este necesar să se cunoască caracteristicile electrice ale „generatoarelor” (organe și țesuturi), deoarece fără a lua în considerare aceste caracteristici este imposibil să se înregistreze cu exactitate procesele bioelectrice. Orice generator electric, inclusiv un organ sau un țesut activ din punct de vedere electric, este caracterizat de următorii parametri: a) natura modificării CEM în timp (intervalul de modificări ale amplitudinilor CEM, domeniul de frecvență și forma); b) rezistenţa internă. Înainte de a lua în considerare acești parametri în raport cu organele și țesuturile, este necesar să ne oprim asupra unor termeni. Când se studiază oscilațiile sinusoidale neamortizate, amplitudinea lor este înțeleasă ca cea mai mare abatere a valorii oscilante de la valoarea medie. Curbele activității bioelectrice ale organelor și țesuturilor diferă semnificativ de o sinusoidă și, prin urmare, amplitudinea în electrografie este înțeleasă în mod convențional fie ca interval de oscilații între vârfuri, fie ca mărime a abaterii curbei de la linia mediană, care este de obicei specificată. În perioada oscilațiilor sinusoidale neamortizate - Ò înțelegeți timpul în care are loc o oscilație completă; frecvență - f este numărul de perioade într-o secundă
f = 1/T (1) Procesele bioelectrice pot fi împărțite în două grupe - cvasiperiodice (activitatea electrică a inimii, = ritmul activității electrice a creierului) și aperiodice (activitatea electrică a mușchilor etc.). Dar chiar și în procesele bioelectrice cvasi-periodice, perioada nu rămâne neschimbată și de aceea frecvența oscilațiilor trebuie înțeleasă ca frecvența medie a acestora într-un anumit timp. Ce caracteristici au țesuturile și organele oamenilor și animalelor dacă sunt considerate generatoare electrice? Când o celulă - un generator electric elementar - este excitată, partea sa excitată devine electronegativă în raport cu partea neexcitată și diferența de potențial ajunge la 50 mV. Celulele din organele și țesuturile oamenilor și animalelor sunt conectate în paralel, astfel încât EMF totală a organului excitat ar fi trebuit să fie de aceeași ordine cu EMF-ul celulei. Cu toate acestea, activitatea electrică totală a celulelor înregistrate de la un organ este întotdeauna mai mică decât activitatea electrică a unei celule individuale. Acest lucru se explică prin faptul că într-un organ, generatoarele electrice elementare - celule, care au o rezistență internă relativ mare, sunt oprite de o rezistență relativ scăzută a fluidului intercelular, ceea ce duce la o scădere vizibilă a diferenței de potențial dezvoltată de organ excitat. Când se înregistrează activitatea bioelectrică a mușchilor și a inimii unei persoane folosind electrozi plasați pe piele, amplitudinea oscilațiilor nu depășește câțiva milivolți, iar amplitudinea activității electrice a creierului nu depășește sute de microvolți. Astfel, putem concluziona că amplitudinile fluctuațiilor biotensiunii sunt foarte mici și se ridică la miimi și sute de miimi de volt. Unele tipuri de activitate bioelectrică a țesuturilor și organelor sunt procese aperiodice de formă complexă (de exemplu, activitatea electrică a mușchilor). Pentru a înregistra aceste procese nedistorsionate, este necesar ca instalația electrografică să asigure înregistrarea unei benzi de frecvență complet specifice. În acest sens se spune că, de exemplu, activitatea bioelectrică totală a unui mușchi ocupă intervalul de frecvență de la 1 la 1000 Hz. Dacă luăm în considerare că unele procese bioelectrice se modifică foarte lent (potenţialele pielii), iar pentru reproducerea nedistorsionată a altora (activitatea electrică a unei singure fibre musculare) este necesar să se înregistreze oscilaţii de zeci de mii de herţi, atunci putem presupune că procesele bioelectrice umane ocupă intervalul de la tensiuni constante la tensiuni infra-joase până la frecvențe joase inclusiv. La înregistrarea proceselor bioelectrice umane, rezistența internă a unui generator electric echivalent, de exemplu, un mușchi, este rezistența interelectrodului, care include rezistența pielii, a unui număr de alte țesuturi și rezistența organului a cărui activitate electrică este înregistrată. . Depinde de o serie de factori (puterea și forma curentului, zona electrozilor, calitatea tratamentului pielii, temperatura aerului etc.) și atinge o valoare mare. Cerințele pentru instalațiile electrografice sunt influențate în mod natural de caracteristicile organelor și țesuturilor ca generatoare electrice. Astfel, amplitudinea redusă a proceselor bioelectrice din organele și țesuturile umane duce la faptul că instalațiile electrografice trebuie să aibă o sensibilitate foarte mare, iar amplificatoarele lor trebuie să aibă un câștig mare. Aceste instalații trebuie, de asemenea, să ofere înregistrarea nedistorsionată a diferențelor de potențial constant și care se schimbă lent, a fluctuațiilor potențialului de infra-joasă și de joasă frecvență. Și în sfârșit, pentru ca o electrogramă înregistrată cu electrozi plasați pe pielea umană să fie identică cu activitatea electrică a organului studiat, rezistența de intrare a instalației trebuie să fie de multe ori mai mare decât rezistența interelectrodului. Un organ electric activ este înconjurat de țesuturi care acționează ca un conductor volumetric. Diferența de potențial produsă de un organ provoacă biocurenți în țesuturile care îl înconjoară și, în consecință, diferențele de potențial sunt create în acesta din urmă, repetând toate modificările CEM ale unui organ activ electric. Pentru a vă face o idee despre diferențele de potențial și potențialele produse de un organ activ electric în țesuturile din jurul acestuia, este necesar să luați în considerare un model simplificat.
Fig.2 Schimbarea locației și dimensiunii
vector dipol AB în timp.
a-poziţia dipolului şi mărimea diferenţei de potenţial dintre polii dipolului
(lungimea săgeții) la momentul t 1 b, c și d - același la momentele t 2, t 3 и t 4
respectiv.
Electrozii A și B (Fig. 2) - doi opuși ca semn, dar egali ca mărime a sarcinii electrice - formează un așa-numit dipol. Deoarece este necesar să se țină seama atât de mărimea diferenței de potențial dintre polii dipolului (în cazul nostru între electrozii A și B), cât și de poziția dipolului în spațiu, dipolul este caracterizat simbolic de un vector - o săgeată îndreptată de la polul negativ (electrod) către cel pozitiv, a cărei valoare este proporțională cu diferența de potențial dintre polii dipolului. Dacă polii dipolului sunt staționari și diferența de potențial dintre ei este neschimbată, atunci mărimea și direcția vectorului au puțin de-a face cu caracterizarea dipolului.
Dar în cazul în care mărimea diferenței de potențial dipol se modifică în timp și polii dipolului se deplasează în spațiu, doar un vector poate caracteriza aceste modificări. Figura 2 prezintă modificarea poziției vectorului dipol, constând din electrozii A și B, care se rotesc în jurul unei axe și diferența de potențial dintre care se modifică și ea în timp. Modelul considerat diferă de un organ electric activ situat în țesuturile care îl înconjoară prin următoarele: 1. Un organ electric activ este de obicei produs nu prin diferențe de potențial constante, ci variabile. 2. Mediul care înconjoară organul nu poate fi numit omogen și, prin urmare, distorsionează imaginea câmpului electric din jurul organului. 3. În unele cazuri, organele active electric nu sunt nemișcate (de exemplu, inima), adică. topoare Õ-Õ è Ó -Ó schimbare în spațiu. În ciuda acestor diferențe, modelul simplificat luat în considerare ne permite să ne facem o idee despre natura distribuției potențiale în jurul unui organ activ electric. Nu este posibil să se efectueze abducția unipolară (unipolară) asupra corpului uman: 1. Este imposibil să se găsească linia potențialului zero a activității electrice a organului studiat din cauza deplasării axei Ó--Ó în spațiu (inima), și, de asemenea, datorită faptului că în unele cazuri un organ activ electric (de exemplu, mușchii) are în loc de doi poli echivalenti cu electrozi À și B, fig. 2, există mulți astfel de stâlpi. 2. Este imposibil să găsești un punct pe corpul uman care să fie suficient de îndepărtat de un organ activ electric, astfel încât potențialul creat de acesta în acest punct să poată fi considerat egal cu zero. Prin urmare, s-a propus crearea unui punct artificial de potențial zero - un electrod comun „mediat”, obținut prin conectarea împreună (prin rezistență) a unui număr mare de electrozi plasați pe corpul subiectului. În acest caz, am plecat de la ipoteza că, cu cât numărul acestor electrozi este mai mare, cu atât potențialul lor total se apropie de zero. Pentru a se asigura că conectarea electrozilor între ei (scurtcircuit) nu afectează distribuția câmpului electric, electrozii sunt conectați la un punct comun prin rezistențe mari. Un exemplu de astfel de electrod comun „medie” este conectarea electrozilor cu un cablu toracic unipolar în electrocardiografie: electrodul toracic este conectat la un terminal de intrare, iar electrozii montați pe membre sunt conectați prin rezistență la celălalt terminal al electrocardiograf, formând un electrod „mediu”. Aceeași metodă de obținere a unui electrod comun „medie” este folosită și în electroencefalografie. Celălalt terminal este conectat la electrodul „mediat”, adică la toți ceilalți electrozi prin rezistențe care sunt considerate a fi mult mai mari decât rezistențele interelectrodului (de exemplu, egale cu 1 MΩ). Diferenta potentiala Å intre electrodul pe care l-am ales si celelalte cauze, curentul I în rezistența R a unui electrod dat și în alte rezistențe conectate în paralel, numărul cărora va fi ï-- 1:
I = E / R + R/n-1 = (n-1/n) (E/R) (2)
La intrarea electroencefalografului se aplică o cădere de tensiune E âõ ñ rezistența R conectată la electrodul selectat (în cazul nostru, cel din extrema dreaptă): E âõ = IR = (n-1/n)E (3)
Potențialul electrodului mediu E® (terminalul superior al electroencefalografului), în mod natural, nu este egal cu zero, dar poate fi calculat folosind următoarea formulă:
E o = E - E âõ = E - (n-1/n)E = E/n (4) De exemplu, cu E = 100 µV și n = 10, Eo = 10 µV și E âõ = 90 µV. Din formula (4) este clar că potențialul terminalului comun va fi aproape de zero doar cu un număr mare de electrozi plasați uniform în jurul zonei de deasupra organului activ electric. Cu un cablu bipolar, ambii electrozi sunt activi (diferiți). Locația fiecărui electrod influențează foarte mult modelul diferenței de potențial înregistrate. Când electrozii sunt amplasați la o distanță relativ mare de organul activ electric și distanța dintre electrozi este mică, diferența de potențial dintre ei va fi practic egală cu zero, deoarece modificările de potențial vor veni sub electrozi cu aceleași amplitudini și faze. . Exemple de înregistrare a diferențelor de potențial, efectuate pe un model și care ilustrează caracteristicile derivațiilor unipolare și bipolare, au fost realizate de D. I. Menitsky (1959). O analiză detaliată face posibilă stabilirea locației polilor unui organ electric activ și, de asemenea, într-o oarecare măsură, a judeca locația localizării acestuia.
2.3. Rezistența electrică a țesuturilor vii. Rezistența electrică a țesuturilor joacă un rol semnificativ în înregistrarea proceselor bioelectrice. În unele cazuri, o rezistență mare interelectrodă poate fi un motiv care distorsionează adevăratul tip de activitate bioelectrică studiată. Măsurarea rezistenței interelectrodului folosind un generator fizic extern de oscilații electrice sinusoidale și stabilirea dependenței sale de diverși factori (puterea curentului, frecvența acestuia etc.) nu este dificil de realizat pentru amplitudini de curent de zeci de microamperi sau mai mult. Determinarea valorii rezistenței interelectrodului pentru curenții de interferență creați de câmpul electric al unei rețele de curent alternativ și care constituie fracții de microamper prezintă unele dificultăți. Măsurarea directă a rezistenței circuitului interelectrod pentru biocurenți este imposibilă, deoarece nu există nicio modalitate de a modifica în mod arbitrar fără probleme amplitudinea biocurenților și frecvența lor. Trebuie să rezolvăm problema în felul următor: a) stabiliți modelele de bază ale modificărilor rezistenței interelectrodului de la diverși factori folosind un generator fizic, b) verificați aceste modele pentru cazuri speciale folosind biocurenți. c) transferă toate modelele derivate folosind un generator fizic la dependența rezistenței interelectrodului de diverși factori pentru biocurenți. Un astfel de transfer de modele s-a dovedit a fi posibil, în primul rând, deoarece curenții generatorului fizic și biocurenții sunt de aceeași natură, diferă doar în amplitudine. În al doilea rând, este posibil datorită faptului că modelele obținute folosind un generator fizic au fost derivate la o putere curentă care nu depășește pragul de senzație, adică nu schimbă foarte mult starea funcțională a țesuturilor. Rezistența electrică a țesuturilor vii este determinată în primul rând de rezistența lichidelor incluse în ea, care conduc slab curentul electric, prin urmare, înainte de a vorbi despre rezistența țesuturilor vii, este necesar să ne oprim pe scurt asupra rezistenței electroliților. Dacă electrozii sunt plasați în electrolit și conectați la o sursă de curent continuu, atunci ionii care au fost anterior în mișcare moleculară aleatorie, după cum se știe, își vor începe mișcarea organizată între electrozi, adică un curent va apărea prin electrolit. Când o sursă de curent este conectată la electrozi, mișcarea ionilor începe imediat în volumul spațiului interelectrod, dar viteza de mișcare a ionilor înșiși este mică și depinde de natura ionilor, de temperatura soluției, precum şi asupra diferenţei de potenţial aplicată electrozilor. Pe măsură ce curentul electric trece prin electrolit, ionii din soluție sunt eliberați la electrozi. Această pierdere de ioni este completată datorită eliberării de noi ioni în timpul dezintegrarii moleculelor prezente în soluție. Acest fenomen se observă atunci când se utilizează o pereche electrod-electrolit nepolarizant. În acest caz, rezistența electrolitului rămâne neschimbată în timp, iar dacă creșteți curentul care curge prin electrolit, crescând tensiunea aplicată electrozilor, atunci rezistența electrolitului va rămâne neschimbată. Pentru o pereche nepolarizanta, rezistenta electrica a electrolitului poate fi determinata prin formula;
Datorită simplității și, cel mai important, vitezei de producție a plăcilor de imprimare offset, electrografia și-a găsit o largă aplicație în imprimarea operațională.
Un formular tipărit poate fi realizat electrografic în 5 minute. Trebuie luat în considerare faptul că această metodă produce formulare numai din originale în linie: este imposibil să se realizeze o formă de imprimare de înaltă calitate din originale semiton.
Electrografia se bazează pe proprietatea unor semiconductori de înaltă rezistență (seleniu, cadmiu etc.) de a le crește brusc conductivitatea electrică sub influența luminii.
În țara noastră, seleniul a primit cea mai mare aplicație în electrografie, care este folosit ca strat fotosemiconductor pe dispozitive de tip planar și rotațional.
Formele de imprimare sunt produse în principal pe dispozitive electrografice de tip plat (ERA-M, EGP2-RM2). Tehnologia de fabricare a formelor de imprimare prin metoda electrografică pe mașina EP12-RM2 constă în următoarele operațiuni principale
În aparatul de reproducere, în întuneric, stratul de seleniu al plăcii este electrificat pentru aceasta, se folosește o descărcare corona pozitivă cu o tensiune de 6-12 kV.
Apoi, originalul este expus pe o placă „sensibilă” În acest caz, lumina, reflectată de zonele luminoase, albe ale originalului, lovește placa cu seleniu. În zonele iluminate din stratul de seleniu, încărcăturile curg în substrat (placă de aluminiu), iar în zonele neluminate, sarcinile sunt reținute, formând o imagine „latentă”. La expunere, timpul de expunere, diafragma setată, calitatea originalului și scara de fotografiere sunt de mare importanță.
Apoi, imaginea electrostatică ascunsă este dezvoltată, făcând-o vizibilă. Metoda în cascadă uscată folosind un amestec de purtători încărcați pozitiv, pe suprafața cărora se află particule de pulbere în curs de dezvoltare încărcată negativ. Datorită sarcinilor opuse™, particulele de pulbere sunt reținute pe suprafața suportului.
Se rostogolesc pe suprafața plăcii de seleniu, particulele de pulbere de dezvoltare se desprind de pe suprafața purtătorului și sunt atrase către zonele încărcate ale plăcii, deoarece sarcina de pe placă este mult mai mare. Pulberea nu se lipește de zonele rămase, deoarece nu există taxe pe acestea și, prin urmare, nu este atrasă. Particulele de pulbere, care se depun pe stratul de seleniu, formează o imagine în oglindă pozitivă a originalului.
După aceasta, imaginea este transferată prin metoda de contact pe un material de placă - folie de aluminiu sau hârtie hidrofilă. Un material de formare este plasat deasupra plăcii și o sarcină electrică pozitivă este aplicată pe verso. Pentru a asigura transferul imaginii, o rolă de cauciuc este rulată deasupra plăcii. Pentru a facilita transferul particulelor de pulbere din stratul de seleniu la materialul plăcii, înainte de transferul imaginii, zonele încărcate ale stratului de seleniu sunt mai întâi neutralizate prin aplicarea unei sarcini negative pe placa de seleniu.
Imaginea obținută pe materialul formularului trebuie să fie fixată.
Principalele metode de fixare sunt termice și chimice.
La realizarea matrițelor, fixarea termică este utilizată în principal folosind lămpi cu infraroșu KI - 220/1000. În timpul fixării termice, particulele de pulbere de dezvoltare se topesc și sunt bine fixate pe placa de imprimare, formând elemente imprimate.
acid fosforic (greutate specifică 1,7) - 150-200 ml, soluție de dextrină - 400 ml,
apă - până la 1000 ml. Apoi matrița este spălată cu apă, acoperită cu dextrină,
uscate și trimise la tipărire.
Materialul de formare utilizat este folie de aluminiu granulată sau plăci de hârtie cu un strat hidrofil. Dacă se folosesc plăci hidrofile, atunci când se transferă imaginea, o foaie de folie de aluminiu este plasată deasupra plăcii.
După fixarea termică a imaginii, fundalul ușor („umbrirea”) care apare este îndepărtat prin ștergerea elementelor de spațiu alb și umezit cu un tampon care conține pulbere de oxid de aluminiu anhidru sau piatră ponce măcinată fin. Murdăria este îndepărtată cu un tampon umezit cu apă. Plăcile hidrofile nu trebuie tratate cu o soluție de hidrofilizare. Este suficient să ștergeți cu atenție suprafața formei de imprimare cu un tampon de bumbac umezit cu apă, protejând elementele imprimate de distrugere. În acest caz, oxidul de aluminiu anhidru sub formă de pulbere este utilizat ca abraziv.
Cu respectarea strictă a tehnologiei, formele realizate pe folie de aluminiu au o rezistență la rulare de cel puțin 10 mii de imprimări, iar folosind plăci hidrofile - cel puțin 1-2 mii de imprimări.
De remarcat faptul că metoda electrografică de producere a plăcilor de imprimare offset în tipărirea online are perspective mari datorită simplității, vitezei și eficienței sale; nu necesita calificari mari ale executantului si economiseste spatiu de productie, desi din punct de vedere al calitatii executiei este oarecum inferior metodei fotomecanice.
